JP2021098464A - Shock absorbing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、乗物用内装材における衝撃吸収構造に関する。 The techniques disclosed herein relate to shock absorbing structures in vehicle interior materials.
下記特許文献1には、硬質又は半硬質ポリウレタンフォ−ムを基材とするドアトリムであって、ドアトリムの所望部位にポリウレタンフォ−ムによる緩衝材を基材と一体として成型したものが開示されている。 Patent Document 1 below discloses a door trim based on a hard or semi-rigid polyurethane foam, in which a cushioning material made of polyurethane foam is integrally molded with the base material at a desired portion of the door trim. There is.
しかしながら、特許文献1に開示の衝撃吸収構造では、必要なエネルギー吸収量を大きくするために、ポリウレタンフォ−ムによる緩衝材の厚みを増加させる必要があり、室内空間が減少する要因となりうる。 However, in the shock absorbing structure disclosed in Patent Document 1, it is necessary to increase the thickness of the cushioning material by the polyurethane foam in order to increase the required energy absorption amount, which may be a factor of reducing the indoor space.
衝撃吸収構造を大型化することなく所望の衝撃吸収性能を実現するためには、例えば、衝撃吸収構造を硬度の異なる2部品で構成し、衝撃吸収構造における衝撃エネルギーの吸収態様を適宜設計することも考えられる。しかしながら、そのような煩雑な構成では、衝撃吸収構造に係る部品点数が増加して、コストが増大することが懸念される。 In order to realize the desired shock absorption performance without increasing the size of the shock absorption structure, for example, the shock absorption structure is composed of two parts having different hardness, and the shock energy absorption mode in the shock absorption structure is appropriately designed. Is also possible. However, in such a complicated configuration, there is a concern that the number of parts related to the shock absorbing structure will increase and the cost will increase.
本明細書に開示の技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡便な構成で、衝撃吸収性能に優れた乗物用内装材における衝撃吸収構造を提供することを目的とする。 The technique disclosed in the present specification has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a shock absorbing structure in a vehicle interior material having a simple structure and excellent shock absorbing performance. To do.
上記課題を解決するために、本明細書に開示の衝撃吸収構造は、乗物用内装材における衝撃吸収構造であって、前記乗物用内装材は、繊維と発泡性樹脂とを含む板状の基材と、前記基材における一部の厚さ寸法が周囲に比して大きくなるように前記基材と一体的に設けられた、前記発泡性樹脂からなる板厚部と、を備え、前記板厚部の室外側に、前記基材と別体的に設けられた衝撃吸収部材が配されている。 In order to solve the above problems, the shock absorbing structure disclosed in the present specification is a shock absorbing structure in a vehicle interior material, and the vehicle interior material is a plate-shaped base containing fibers and a foamable resin. The plate includes a material and a plate thickness portion made of the foamable resin, which is integrally provided with the base material so that a part of the thickness dimension of the base material is larger than the surrounding area. A shock absorbing member provided separately from the base material is arranged on the outdoor side of the thick portion.
このような衝撃吸収構造によれば、乗物側突時の衝撃エネルギーを、衝撃吸収部材とともに板厚部でも吸収することができる。そして、そのような板厚部が基材を構成する発泡性樹脂により基材と一体的に設けられるから、板厚部に相当する発泡性樹脂からなる構造物を別途設ける必要がなく、また、別体的に設けられた発泡性樹脂からなる構造物をドアトリムに対して取り付ける必要がない。このため、簡便な構成で、衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収構造を提供することができる。 According to such a shock absorbing structure, the shock energy at the time of a vehicle side collision can be absorbed not only by the shock absorbing member but also by the thick portion. Since such a plate thickness portion is integrally provided with the base material by the foamable resin constituting the base material, it is not necessary to separately provide a structure made of the foamable resin corresponding to the plate thickness portion, and also. It is not necessary to attach a separately provided structure made of foamable resin to the door trim. Therefore, it is possible to provide a shock absorbing structure having excellent shock absorbing performance with a simple configuration.
前記衝撃吸収部材は、室内外方向に沿って延びる形のリブを備える樹脂成形体とされていてもよい。このような構成によれば、衝撃吸収部材がリブの座屈変形による衝撃吸収特性を有し、板厚部が発泡性樹脂の変形による衝撃吸収特性を有することにより、衝撃吸収部材により室内側にいる乗員の早期拘束を実現し、板厚部によりエネルギー吸収量を適宜コントロールすることができる。このため、衝撃吸収構造の衝撃吸収性能を向上することができる。 The shock absorbing member may be a resin molded body having ribs extending along the indoor and outdoor directions. According to such a configuration, the shock absorbing member has the shock absorbing property due to the buckling deformation of the rib, and the plate thickness portion has the shock absorbing property due to the deformation of the foamable resin. Early restraint of the occupants can be realized, and the amount of energy absorption can be appropriately controlled by the plate thickness portion. Therefore, the shock absorption performance of the shock absorption structure can be improved.
前記衝撃吸収部材は、前記板厚部の室外側の面に沿って延在するとともに前記室外側の面に当接するように配置された当接壁部を更に備え、前記リブは、前記当接壁部に立設されていてもよい。このような構成によれば、当接壁部が板厚部の室外側の面に当接することにより、衝撃吸収部材のリブに入力された荷重が、当接壁部を介して板厚部の室外側の面に均一に入力され易くなる。このため、板厚部により衝撃エネルギーを好適に吸収することができる。 The shock absorbing member further includes a contact wall portion that extends along the outdoor surface of the plate thickness portion and is arranged so as to abut the outdoor surface, and the ribs abut. It may be erected on the wall. According to such a configuration, the contact wall portion abuts on the outdoor surface of the plate thickness portion, so that the load input to the rib of the shock absorbing member is applied to the plate thickness portion via the contact wall portion. It becomes easy to input uniformly to the outdoor surface. Therefore, the impact energy can be suitably absorbed by the thick portion.
本明細書に開示の技術によれば、簡便な構成で、衝撃吸収性能に優れた乗物用内装材における衝撃吸収構造を提供することができる。 According to the technique disclosed in the present specification, it is possible to provide a shock absorbing structure in a vehicle interior material having excellent shock absorbing performance with a simple configuration.
<実施形態1>
実施形態1を図1から図4によって説明する。本実施形態では、車両パネル11の室内側に配され、車両用ドア10の車室内面を構成するドアトリム(乗物用内装材)20における衝撃吸収構造40について例示する。
<Embodiment 1>
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In the present embodiment, the
車両パネル11は、インナパネル11A及びアウタパネル11Bとからなり、例えば、鉄やアルミニウムなどの金属板材をプレス加工し、この金属板材を組み合わせることによって構成されている。インナパネル11Aは、アウタパネル11Bの室内側に対向して配置されている。インナパネル11Aとアウタパネル11Bとの間にはウインドウガラス14を昇降するためのウインドウレギュレータ(図示せず)、車両用ドア10をロックするためのロック機構(図示せず)等の機能部品が配されている。インナパネル11Aには、これらの機能部品の組み付け作業や保守作業などを行うためのサービスホール11Cが形成され、サービスホール11Cにはサービスホールカバー12が取り付けられている。
The
ドアトリム20は、図1に示されるように、トリムボード21を主体に構成されている。トリムボード21の室内側の面は、図示しない表皮材で覆われている。また、ドアトリム20には、車両前後方向に延びる形のアームレスト部16、インサイドハンドル17、スピーカグリル18、ドアポケット19等の各種機能部品が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
トリムボード21は、図2に示されるように、繊維21Aと発泡性樹脂21Bとを含む板状の基材23と、基材23における一部の厚さ寸法が周囲に比して大きくなるように基材23と一体的に設けられた、発泡性樹脂21Bからなる板厚部25と、を備えている。基材23は、繊維21A同士が発泡性樹脂21Bにより結着された繊維複合材とされ、軽量かつ剛性の高い構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
繊維21Aとしては、例えば、ケナフ、綿、麻、サイザル、ジュートなどから採取した植物性繊維や、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維、合成樹脂繊維等から選ばれる繊維を用いることができる。このうち、木質茎を有し、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献するアオイ科植物であるケナフに由来する線状繊維体(ケナフ繊維)であることが特に好ましい。
As the
発泡性樹脂21Bとしては、例えば、硬質又は半硬質ポリウレタンフォーム、ポリプロピレンフォーム等を用いることができる。このうち、軽量で比較的剛性が高く、衝撃エネルギー吸収量が大きい硬質ポリウレタン樹脂を好適に用いることができる。
As the
また本発明で硬質ポリウレタンフォームから製造される基材23は、基材として要求される強度、軽量性や寸法安定性を満たす観点から、以下の条件をすべて満足することが特に好ましい。すなわち、
A)ポリウレタンフォームの自由発泡密度が45〜150kg/m3、
B)繊維の見かけの密度は0.02〜0.25g/cm3、
C)基材中の繊維含有率は33重量%〜75重量%、
D)基材の平均密度は0.15〜0.5g/cm3、
E)基材の−20℃〜20℃の温度範囲で測定した線膨張率が18×10−6/K以下である。
Further, the
A) The free foaming density of polyurethane foam is 45-150 kg / m 3 ,
B) The apparent density of the fibers is 0.02-0.25 g / cm 3 ,
C) The fiber content in the base material is 33% by weight to 75% by weight.
D) The average density of the base material is 0.15 to 0.5 g / cm 3 ,
E) The coefficient of linear expansion measured in the temperature range of -20 ° C to 20 ° C of the base material is 18 × 10 -6 / K or less.
次に、ドアトリム20における衝撃吸収構造40について図2を参照しつつ説明する。衝撃吸収構造40は、板厚部25の室外側に、基材23と別体的に設けられた衝撃吸収部材30が配されている。言い換えれば、衝撃吸収構造40は、相対的に室内側に位置する発泡性樹脂21Bからなる板厚部25(第1部分)と、相対的に室外側に位置する、板厚部25より硬質な樹脂からなる衝撃吸収部材30(第2部分)と、を含み、硬度の異なる2つの部分からなる構造となっている。衝撃吸収構造40は、ドアトリム20の室内側に配されたシート(図示せず)に着座した乗員の腰部付近に対応して配置され、車両側突時における衝撃エネルギーを吸収することにより、シートに着座した乗員に与える衝撃を低減するものとされる(図1参照)。
Next, the
板厚部25は、全体としてはブロック状又はボード状の発泡性樹脂21Bからなり、基材23の室外側の面から突出する形で形成されている。板厚部25は、室外側の面25Aが衝撃吸収部材30と当接して、衝撃エネルギーを受ける受圧面とされる。板厚部25の厚さ寸法(突出寸法)及びその配設範囲は、衝撃吸収構造40の衝撃吸収性能を勘案して適宜設定可能であるが、本実施形態では、板厚部25は、衝撃吸収部材30の衝撃吸収性能を補完する形で、衝撃吸収部材30の室内外方向の寸法より小さく、また、衝撃吸収部材30の配設範囲と略同等の範囲に設けられている。
The
板厚部25は、基材23とともに形成され、繊維21Aに含浸させた発泡性樹脂21B材料により形成されている。板厚部25を基材23とともに形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、マット状のケナフ繊維とポリウレタン樹脂材料から基材23をプレス成形するための成形型29に、板厚部25を形成するためのキャビティ29Aを形成し、キャビティ29A内においてポリウレタン樹脂材料を発泡させることにより形成することができる(図3参照)。
The
衝撃吸収部材30は、全体としては、室外側に向けて開口する略箱型をなし、板厚部25より硬質な、ポリプロピレン樹脂等の非発泡性の熱可塑性樹脂で形成されている。衝撃吸収部材30は、板厚部25の室外側の面25Aに沿って延在するとともに室外側の面25Aに当接するように配置された当接壁部31と、当接壁部31に立設された室内外方向に沿って延びる形のリブ33と、を備える樹脂成形体とされる。
The
当接壁部31は、板厚部25を覆う形の平板状をなしている。なお、当接壁部31が、「(板厚部25の)室外側の面25Aに当接するように配置された」とは、常時において当接壁部31が板厚部25の室外側の面25Aに当接する構成のみならず、常時には非当接状態とされ、車両側突時において当接壁部31が板厚部25の室外側の面25Aに当接する構成も含むものとする。当接壁部31には、その周縁部から延出するようにして、衝撃吸収部材30をドアトリム20に対して取り付けるための取付部35が設けられている。詳細には、取付部35は取付孔35Aを有し、ドアトリム20は取付孔35Aと対応する位置に取付ボス27を備え、取付ボス27を取付孔35Aに挿入して超音波カシメ等することにより、衝撃吸収部材30がドアトリム20に取り付けられる構成となっている。
The
リブ33は、当接壁部31の周端部から室外側に向けて立ち上がる形の側壁部33Aと、互いに対向する側壁部33Aを連結する形の十字状の連結壁部33Bとを含んで構成されている。リブ33は、高さ寸法が板厚部25より大きく設定されており、座屈時の変位量を稼ぐことができるように構成されている。衝撃吸収部材30は、リブ33の形状や、板厚等を適宜設計することで、所望の衝撃吸収性能を適宜設計可能な構成となっている。
The
次に、本実施形態の衝撃吸収構造40により発揮される衝撃吸収性能について図4を参照しつつ説明する。図4において実線で示すグラフは、本実施形態の衝撃吸収構造40の荷重?変位特性を示すものであり、一点破線で示すグラフは、本実施形態の衝撃吸収部材30のみで構成される衝撃吸収構造の荷重?変位特性を示すものである。また、図中の横軸は、衝撃吸収部材30が室内側に押し込まれた変位量を示しており、図中の縦軸は、ドアトリム20の室内側で受けた荷重を示している。
Next, the shock absorption performance exhibited by the
本実施形態の衝撃吸収構造40は、例えば、発泡性樹脂21Bのみからなる衝撃吸収構造に比して、硬質な樹脂成形体からなる衝撃吸収部材30を備えることにより、図中Aの範囲で示される初期荷重の立ち上がりが早くなる。このため、早期に乗員の腰部を拘束することができ、胸部および腹部の保護が図られるものとされる。また、図中におけるグラフの下側の面積で表されるエネルギー吸収量が大きくなり、効率よく衝撃エネルギーが吸収されることになる。
The
その後、図中Bの範囲では、衝撃吸収部材30のリブ33の座屈変形に伴って、衝撃エネルギーが吸収される。この図中Bの範囲では、荷重が、許容される上限荷重以下において略一定に保たれ、安定して衝撃エネルギーが吸収される理想的な荷重?変位特性となっている。リブ33の座屈変形量が小さくなると、図中Cの範囲で示されるように、板厚部25を備えない衝撃吸収構造(一点破線で示すグラフ)では、荷重が徐々に大きくなる。一方、板厚部25を備える衝撃吸収構造40(実線で示すグラフ)では、図中Cの範囲においても、板厚部25(発泡性樹脂21B)の変形に伴って衝撃エネルギーが吸収され、しばらく荷重が略一定に保たれた後に荷重が大きくなる。この際、衝撃吸収部材30が当接壁部31を備えることにより、板厚部25の室外側の面25Aに略均一に衝撃エネルギーが入力され、安定して衝撃エネルギーが吸収される。衝撃吸収構造40は、板厚部25及び衝撃吸収部材30の双方を含んで構成されることにより、衝撃吸収部材30のみを備える衝撃吸収構造に比して、より広い範囲において、荷重が略一定に保たれる荷重?変位特性を示す。
After that, in the range B in the figure, the impact energy is absorbed as the
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態のドアトリム20における衝撃吸収構造40によれば、車両側突時の衝撃エネルギーを、衝撃吸収部材30とともに板厚部25でも吸収することができる。そして、そのような板厚部25が基材23を構成する発泡性樹脂21Bにより基材23と一体的に設けられるから、板厚部25に相当する発泡性樹脂からなる構造物を別途設ける必要がなく、また、別体的に設けられた発泡性樹脂からなる構造物をドアトリムに対して取り付ける必要がない。特に、ポリウレタンフォームからなる構造物をドアトリムに取り付ける場合には、ドアトリムが汎用されるポリプロピレンを含む構成等である場合には、接着剤により両者を十分な接着強度で接着することが難しい。また、ポリウレタンフォームからなる構造物に貫通孔を形成し、貫通孔にドアトリムに立設された取付ボスを挿通して構造物を取り付ける場合には、取付強度を確保するために、更に貫通孔の内面を補強する部材が別途必要とされる等煩雑な構造となる。一方、本実施形態では、基材23と板厚部25が同じ発泡性樹脂21Bにより一体的に設けられるから、十分な強度で基材23と板厚部25とが接合したドアトリム20を得ることができる。このため、簡便な構成で、衝撃吸収性能に優れたドアトリム20を提供することができる。
Subsequently, the effect of this embodiment will be described. According to the
また、本実施形態では、衝撃吸収部材30は、室内外方向に沿って延びる形のリブ33を備える樹脂成形体とされる。このため、衝撃吸収部材30がリブ33の座屈変形による衝撃吸収特性を有し、板厚部25が発泡性樹脂21Bの変形による衝撃吸収特性を有することにより、衝撃吸収部材30により室内側にいる乗員の早期拘束を実現し、板厚部25によりエネルギー吸収量を適宜コントロールすることができる。このため、衝撃吸収構造40としての衝撃吸収性能を向上することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、衝撃吸収部材30は、板厚部25の室外側の面25Aに沿って延在するとともに室外側の面25Aに当接するように配置された当接壁部31を更に備え、リブ33は、当接壁部31に立設されている。このため、当接壁部31が板厚部25の室外側の面25Aに当接することにより、衝撃吸収部材30のリブ33に入力された荷重が、当接壁部31を介して板厚部25の室外側の面25Aに均一に入力され易くなる。このため、板厚部25の一部が局所的に変形し難くなり、板厚部25全体により衝撃エネルギーを好適に吸収することができる。
Further, in the present embodiment, the
<実施形態2>
次いで、実施形態2を図5を参照しつつ説明する。本実施形態では、衝撃吸収部材の取り付け態様が実施形態1と相違する衝撃吸収構造140について例示する。なお、上記した実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
<Embodiment 2>
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the
衝撃吸収部材130は、板厚部25より硬質な、ポリプロピレン樹脂等の非発泡性の熱可塑性樹脂からなるサービスホールカバー112と一体的に設けられている。そして、サービスホールカバー112をインナパネル11Aに取り付けることにより、衝撃吸収部材130が板厚部25の室外側に配される構成となっている。衝撃吸収部材130におけるリブ33及び当接壁部31の構成は実施形態1と同様であり、その説明を省略する。
The
本実施形態では、衝撃吸収部材130がサービスホールカバー112と一体的に設けられることにより、衝撃吸収構造140に係る構成を、より一層簡便なものとすることができる。
In the present embodiment, the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、衝撃吸収部材が樹脂成形体からなるものを例示したが、これに限られない。例えば、衝撃吸収部材は、板厚部とは硬度が異なる発泡性樹脂により構成されていてもよい。
(2)上記実施形態以外にも、板厚部及び衝撃吸収部材の形状、配置、及び各部の組み付け構造は適宜変更可能である。例えば、板厚部は衝撃吸収部材の一部とのみ重なるようにして、衝撃吸収部材の配設範囲より小さい範囲に設けられていてもよい。また、衝撃吸収部材は、リブを備える構成に限られず、凹凸形状を有する構成であってもよい。
(3)上記実施形態では、乗物用内装材としてドアトリムを例示したが、乗物用内装材は、クォータートリム等のドアトリム以外の車両用内装材であってもよく、また、車両以外の船舶、航空機等の乗物に装備される内装材であってもよい。
(4)上記実施形態の荷重?変位特性を示すグラフは一例にすぎず、衝撃吸収構造は所望の衝撃吸収性能を発揮すべく適宜設計可能である。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described in the above description and drawings, and for example, the following embodiments are also included in the technical scope.
(1) In the above embodiment, the shock absorbing member is made of a resin molded body, but the present invention is not limited to this. For example, the shock absorbing member may be made of a foamable resin having a hardness different from that of the thick portion.
(2) In addition to the above embodiment, the shape and arrangement of the plate thickness portion and the shock absorbing member, and the assembling structure of each portion can be changed as appropriate. For example, the plate thickness portion may be provided in a range smaller than the arrangement range of the shock absorbing member so as to overlap only a part of the shock absorbing member. Further, the shock absorbing member is not limited to a configuration having ribs, and may have a concave-convex shape.
(3) In the above embodiment, the door trim is illustrated as the interior material for the vehicle, but the interior material for the vehicle may be an interior material for a vehicle other than the door trim such as a quarter trim, and a ship or an aircraft other than the vehicle. It may be an interior material equipped on a vehicle such as.
(4) The graph showing the load / displacement characteristics of the above embodiment is only an example, and the shock absorbing structure can be appropriately designed to exhibit the desired shock absorbing performance.
20…ドアトリム(乗物用内装材)、21A…繊維、21B…発泡性樹脂、23…基材、25…板厚部、25A…室外側の面、30,130…衝撃吸収部材、31…当接壁部、33…リブ、40,140…衝撃吸収構造 20 ... Door trim (interior material for vehicles), 21A ... Fiber, 21B ... Foamable resin, 23 ... Base material, 25 ... Plate thickness, 25A ... Outdoor surface, 30, 130 ... Shock absorbing member, 31 ... Contact Wall, 33 ... Ribs, 40, 140 ... Shock absorption structure
Claims (5)
前記乗物用内装材は、
繊維と発泡性樹脂とを含む板状の基材と、
前記基材における一部の厚さ寸法が周囲に比して大きくなるように前記基材と一体的に設けられた、前記発泡性樹脂からなる板厚部と、を備え、
前記板厚部の室外側に、前記基材と別体的に設けられた衝撃吸収部材が配されている衝撃吸収構造。 It is a shock absorbing structure for interior materials for vehicles.
The interior material for vehicles is
A plate-shaped base material containing fibers and a foamable resin,
A plate thickness portion made of the foamable resin, which is provided integrally with the base material so that a part of the thickness dimension of the base material is larger than the surroundings, is provided.
A shock absorbing structure in which a shock absorbing member provided separately from the base material is arranged on the outdoor side of the thick portion.
前記リブは、前記当接壁部に立設されている、請求項2に記載の衝撃吸収構造。 The shock absorbing member further includes a contact wall portion that extends along the outdoor surface of the plate thickness portion and is arranged so as to abut the outdoor surface.
The shock absorbing structure according to claim 2, wherein the rib is erected on the contact wall portion.
A)前記硬質ポリウレタンフォームの自由発泡密度が45〜150kg/m3
B)前記繊維の見かけの密度は0.02〜0.25g/cm3
C)前記基材中の前記繊維含有率は33重量%〜75重量%
D)前記基材の平均密度は0.15〜0.5g/cm3
E)前記基材の−20℃〜20℃の温度範囲で測定した線膨張率が18×10−6/K以下である。 The shock absorbing structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the foamable resin is a rigid polyurethane foam and satisfies the following conditions.
A) The free foaming density of the rigid polyurethane foam is 45 to 150 kg / m 3
B) The apparent density of the fibers is 0.02-0.25 g / cm 3
C) The fiber content in the base material is 33% by weight to 75% by weight.
D) The average density of the base material is 0.15 to 0.5 g / cm 3
E) The coefficient of linear expansion measured in the temperature range of −20 ° C. to 20 ° C. of the base material is 18 × 10 -6 / K or less.
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